Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Schriftenreihe: | Промышленная теплотехника |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61076 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами / Э.Я. Эпик // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 129-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61076 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-610762014-04-24T03:01:37Z Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами Эпик, Э.Я. 2009 Article Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами / Э.Я. Эпик // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 129-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61076 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| format |
Article |
| author |
Эпик, Э.Я. |
| spellingShingle |
Эпик, Э.Я. Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами Промышленная теплотехника |
| author_facet |
Эпик, Э.Я. |
| author_sort |
Эпик, Э.Я. |
| title |
Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами |
| title_short |
Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами |
| title_full |
Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами |
| title_fullStr |
Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами |
| title_full_unstemmed |
Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами |
| title_sort |
иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61076 |
| citation_txt |
Иитенсификация теплообмена на плоских оребренных поверхностях с турбулизирующими эффектами / Э.Я. Эпик // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 129-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT épikéâ iitensifikaciâteploobmenanaploskihorebrennyhpoverhnostâhsturbuliziruûŝimiéffektami |
| first_indexed |
2025-07-05T12:08:12Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:08:12Z |
| _version_ |
1836808715470110720 |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 129
где Prэфф – эффективное число Прандтля, которое
включает в себя молекулярные и турбулентные
составляющие и Si-межф представляет передачу
энергии между двумя фазами на поверхности
раздела.
,(20)
где hi и hнас – энтальпия фазы и энтальпия насы-
щения соответственно.
Результаты моделирования
На основе разработанной модели были про-
ведены расчеты двухфазного (пароводяного) вер-
тикального потока, который входит в осесимме-
тричный канал со степенью недогрева Т – 212 ºС.
Параметры потока на входе были следующими
скорость потока 0,5 м/с, давление 1 МПа. Пред-
ложенная модель позволяет рассчитывать осред-
ненные и пульсационные характеристики двух-
фазных турбулентных потоков. Однако, учитывая
важность такой характеристики двухфазного по-
тока как локальное объемное паросодержание,
основное внимание было уделено расчету имен-
но этой величины. Для сравнения были проведе-
ны расчеты и для ламинарного двухфазного пото-
( ) ( )i межф i i межф i нас i межф i насS A T T M h h− − −= λ − + −
ка, когда в математической модели турбулентные
коэффициенты переноса приравнивались нулю.
Анализ полученных данных показывает, что ре-
зультаты моделирования с учетом турбулентного
переноса лучше согласуются с эксперименталь-
ными данными. Этот факт правильно отражает
природу двухфазного потока, так как в практи-
чески важных случаях двухфазный пароводяной
потока является турбулентным.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кутепов А.М., Стерман Л.С., Стюшин
И.Г. Гидродинамика и теплообмен при
парообразовании. Москва. – 1986.
2. Rosten H., Spalding D. Phoenics Manual,
CHAM, TR/100". – London. – 1986.
3. Lai J. Farouk B. Numerical Simulation of
Subcooled Boiling and Heat Transfer in a Vertical
Ducts. – International Journal of Heat and Mass
Transfer. – 1993. – Р.1541-1551.
4. Lopez de Bertodano M., Lahey R.T., Jones
O.C. Phase Distribution in Bubbly Two Phase
Flow in Vertical Ducts. – International Journal of
Multiphase Flow. – 1994. – Р. 805-818
Эпик Э.Я.
Национальный технический университет Украины «КПИ»
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА НА ПЛОСКИХ ОРЕБРЕННЫХ
ПОВЕРХНОСТЯХ С ТУРБУЛИЗИРУЮЩИМИ ЭФФЕКТАМИ
Проведен обзор экспериментальных иссле-
дований по теплообмену и гидродинамике пер-
спективных плоских оребренных поверхностей,
используемых в компактных теплообменниках
и системах охлаждения элементов РЭА и ПК.
Интенсификация теплообмена до 3 раз достига-
ется за счет прерывания пограничного слоя на
поверхности ребра и дополнительной турбулиза-
ции потока. Ниже рассмотрены следующие эф-
фективные виды оребрения:
- ребра трапецеидальной формы с многочис-
ленными перфорациями и сдвигом по фазе [1],
образующие каналы диффузорно-конфузорного
типа. Рост теплоотдачи обусловлен возникно-
вением вторичных течений через перфорации
(«эффект дыхания») и прерыванием (по мнению
авторов) пограничного слоя только при каждом
поджатии.
- плоские ребра с «винглетами» в виде пары
пластин, установленных на ребре под углом к
потоку и создающих периодические расшире-
ния и поджатия потока [2]. Интенсификация
теплообмена связана с наличием диффузорно-
конфузорного эффекта, прерыванием погранич-
ного слоя, индуцированием за винглетами вих-
рей, усилением перемешивания в зазоре между
винглетами.
- ребра со смещением [3]. Интенсификация
теплообмена вызывается периодическим разви-
тием ламинарных пограничных слоев на преры-
ваемых участках ребер и в меньшей степени их
частичной диссипацией в следах за ребрами.
- ребра, разрезанные на лепестки [4, 5]. Интен-
сификация теплообмена достигается вследствие
развития псевдоламинарного пограничного слоя
по длине «лепестка», а также благодаря перио-
дическому воздействию срывов потока с задних
кромок «лепестков» на структуру потока в зазоре
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7130
между ними. При разрезке по длине ребра слой
утоньшается, а степень турбулентности в меж-
реберном канале увеличивается от Tu = 4 % для
неразрезного ребра до Tu = 6,85 % при относи-
тельной глубине разрезке h/H = 0,6 (h – глубина
разрезки, H – высота ребра).
Полученные в [1-5] данные представлены в
виде уравнений подобия для расчетов коэффици-
ентов теплообмена и потерь давления с учетом
Re и геометрических параметров. Кроме того,
эксперименты [4, 5] иллюстрируют прямую кор-
реляцию между ростом Tu в межреберном ка-
нале и интенсификацией теплообмена, а также
в первом приближении в рамках двухпараме-
трической модели «энергия-масштаб» позволя-
ют оценить изменение турбулентной вязкости.
Значения последней могут быть рекомендованы
для тестировании результатов расчета процессов
переноса оребренных поверхностей с помощью
стандартных программ.
ЛІТЕРАТУРА
1. Fujii M., Seshimo Y., Yamanaka G. Heat
transfer and pressure drop of perforated surface heat
exchanger with passage enlargement and contraction
// International J. Heat Mass Transfer. –1988. –Vol.
31, № 1. – P. 135-142.
2. Kotcioglu I., Ayhan T., Olgun H., Ayhan B.
Heat transfer and flow structure in a rectangular
channel with wing-type vortex generator // Tr. J.of
Engineering and Environmental Science. –1988. –
Vol.22 . – P.185-195.
3. Bergles A.E. Some perspectives on enhanced
heat transfer – Second generation heat transfer
technology // Transaction ASME. –1988. –Vol.110.
–P.1082-1096.
4. Письменный Е.Н., Эпик Э.Я.., Баранюк
А.В. Структура потока в межреберных каналах
теплоотводов с пластинчатыми разрезными
ребрами // Тр. ХУ1 Школы-семинара
«Проблемы газодинамики и тепломассообмена в
энергетических установках. – Санкт-Петербург,
2007. – С. 555-558.
5. Письменний Є.М., Епік Е.Я., Баранюк О.В.,
Терех О.М., Руденко О.І. Особливості течії на
плоских розрізних ребрах елементів охолодження
радіоелектронної апаратури // Наукові вісті
НТУУ «КПІ». –2007. – № 3(53). – С.20-24.
Бабенко В.В.1, Воскобойник В.A.1, Турик В.Н.2, Воскобойник A.В.1
1Институт гидромеханики НАН Украины
2Национальный технический университет Украины «КПИ»
ГЕНЕРАЦИЯ ВИХРЕЙ ЛОКАЛЬНЫМИ УГЛУБЛЕНИЯМИ НА ОБТЕКАЕМОЙ
ПОВЕРХНОСТИ
Анализ способов интенсификации теплооб-
менных процессов при обтекании поверхностей
с локальными неоднородностями стимулиру-
ет изучение физических механизмов генерации
крупномасштабных вихревых структур и их вли-
яния на теплоотдачу от стенки. Самоорганиза-
ция крупномасштабных когерентных вихревых
структур в пределах углублений лежит в основе
физического механизма интенсификации тепло-
обмена. Повышенные требования к энергосбере-
жению и неуклонный рост цен на энергоресурсы
обусловливают проведение научных и техноло-
гических разработок по использованию систем
углублений различной конфигурации на обтекае-
мых поверхностях для увеличения тепло- и мас-
сопереноса в теплоэнергетических установках.
При этом тепловая эффективность рельефов с
углублениями, связанная с вихревой структурой
их обтекания, во многом зависит от геометриче-
ских размеров углублений, их взаимного разме-
щения в ансамбле и режимов течения набегаю-
щего потока.
Исследования вихревого движения в по-
верхностных вихрегенераторах были проведены
в аэродинамической трубе открытого типа. Ис-
следованию подлежали два вида вихрегенерато-
ров, размещённых на плоской пластине. Первый
вид представлял собой одиночное поперечно
обтекаемое полуцилиндрическое углубление
диаметром 0,019 м и длиной 0,08 м. Второй –
полусферическое углубление диаметром 0,02 м.
Гидравлически гладкая пластина длиной 0,8 м и
шириной 0,1 м с углублениями монтировалась
в осевом сечении измерительного участка аэро-
|